机械设计习题集(2)

12. 关于两构件重合点C1、C2的速度、加速度关系的描述，下列说法不正确的是（ ） A. C2点的速度等于C1的速度和C2点相对于C1点的的相对速度的矢量和；

B. C2点的加速度等于C1点的加速度和C2点绕C1的作定轴转动的法向加速度和切向加速度的矢量和；

C. C2点的加速度等于C1点的加速度和C2点相对于C1的相对加速度和C2点相对于C1的哥

氏加速度的矢量和； D.以上答案A、C正确B不正确。 13. 机械自锁的条件是（ ）

A.效率大于零 B.效率大于1 C.效率小于或等于零 D.效率小于 1 14. 图示的四个铰链四杆机构，双曲柄机构是图（ ）

A. a B. b C. c D. d

(a) (b) (c) (d)

15. 机械系统在考虑摩擦的情况下，克服相同生产阻力时，其实际驱动力P与理想驱动力P0的关系是（ ）

A.小于 B.等于 C.大于 D.大于等于 16. 拟将曲柄摇杆机构改换为双曲柄机构，则应将原机构中作为机架的构件是（ ） A.曲柄 B.连杆 C.摇杆 D.机架 17. 以构件3为主动件的摆动导杆机构中，机构传动角是（ ）

A.角 A B.角 B C.角 C D.角

填空题

1．如下图示四杆机构是曲柄摇杆机构机构。

2．在曲柄摇杆机构中，以摇杆为主动件，曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于共线位置时称

为死点位置，此时机构的传动角为??0 。

3．所谓三心定理就是三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线 。 4．总反力与法向反力之间的夹角称为摩擦角（φ ）。

5．平面四杆机构有曲柄的条件为各杆的长度满足杆长条件和其最短杆为连架杆或机架。 6．对心曲轴滑块机构的从动件曲柄长度为a，连杆长度为b，则最小传动角7．含有6个构件的平面机构中有___15 __个速度瞬心。 8．如图四杆机构是 双曲柄 机构。

＝ ??0。

9．在曲柄摇杆机构中，以摇杆为主动件，曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于共线位置时称

为 死点位置 。

10．曲柄摇杆机构中：机构的最小传动角出现于曲柄与 连杆 的共线位置。

11.作用于机械上驱动力的方向与其作用点速度方向之间的夹角为锐角（锐角，钝角，直角或其他）。

12．图示铰链四杆机构，以AB为机架称双曲柄 机构。

13．转动副的自锁条件是作用在轴颈上的驱动力为单力F作用于摩擦圆 (α≤ρ) 之内。 14．对心曲轴滑块机构的曲柄长度为a，连杆长度为b，则最小传动角15.图示铰链四杆机构，以CD为机架称 双摇杆机构。

＝ arcsin(a/b)； 。

简答题

1. 如何确定机构中不相互直接联接的构件间的速度瞬心？

答：当不能直接根据瞬心定义求各构件间的瞬心时，用三心定理来求(2分)。作平面平行运

动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上(3分)。 2. 何谓压力角？何谓死点？

答：压力角——不计摩擦力、惯性力和重力时，通过连杆作用于从动摇杆上的力与力作用点

绝对速度之间所夹的锐角称为压力角。(3分)

死点——连杆机构中，当瞬时输入速度与输出速度的比值（即传动比）为零时该机构的位置图形。(2分)

3. 什么叫速度瞬心？三心定理有何用途？

答：当任一构件相对于另一构件作平面运动时，在任一瞬时，其相对运动都可以看作是绕某

一重合点的转动，该重合点称为瞬时回转中心或速度瞬心，通常也简称为瞬心。(2分)因此瞬心是该两构件上相对速度为零的重合点。如果两构件之一是静止的，则其瞬心便称为绝对速度顺心，简称绝对瞬心，如果两构件都是运动的则其瞬心称为相对速度顺心，简称相对瞬心。(1分)

当求机构中不相互直接联接的各构件间的顺心时，可应用所谓三心定理来求取。该定理

可叙述为作平面运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于同一直线上。(2分) 4. 什么叫机构的自锁？自锁与死点位置有何区别？

答：自锁：因为存在摩擦，当驱动力增加到无穷时，也无法使机械运动起来的这种现象。(2分)区别：死点位置不是存在摩擦而产生的，而是机构的传动角等于零。(2分)自锁是在

任何位置都不能动，死点只是传动角等于零的位置不动，其余位置可动。 (1分) 5. 简述铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。

答： ①最短杆是连杆(2分)或②最短杆与最长杆的长度和大于其余两杆的长度和。(3分) 6. 简述连杆机构的压力角。

答：连杆对从动件的作用力(2分)与从动件上受力点的速度方向之间的夹角。(3分) 7. 简述铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件。

答：短杆为连杆或最短杆与最长杆的长度和大于其于两杆的长度和。(5分) 8. 简述连杆机构在死点位置有哪些特性。

答： 1）主动件无法驱动从动件运动，产生“顶死”(3分) 2）从动件的运动不确定(2分)

计算题

1. 图示电器开关机构。已知lAB =120mm，lBC =180mm，lCD =400mm，lAD =500mm。试作： （1）说明该机构属于何种类型机构及其理由；

（2）有触头接合力Q作用下机构是否会被打开？为什么？ 解：（1）双摇杆机构，

因为：120+500>180+400 (4分) （2）不会被打开，因这是死点位置。 (2分)

(4分)

作图题

lAC，lCD，1.已知如图所示四杆机构，已知：各杆长度lAB，杆1的回转角速度?1，CD?DB。

在图示位置时，AC?CD，??30。试用速度瞬心法求构件3在图示位置时的角速度（写出表达式）。可直接在试题上作图。

解：见下图，P34在C点，P14在A点，P12在B点，P23在过

B点垂直BD线上无穷远处(2分)。P13在P14P34与P12P23交点上(2分)。

??3??1P13P14/P13P34 (2分)

(4分)

2.设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆DC长度为150 mm，摇杆的两极限位置的夹角为 45°，行程速比系数K＝1．5，机柒长度取90 mm。（用图解法求解）。 解：作图步骤如下：

①求θ： θ=180°(K-1) / (K+1)； ②取作图比例尺μL= ? mm/mm ；

③任取D点，由LCD、ψ画两极限位置DC1、DC2，连C1C2； ④过C2点作C2M⊥C1C2 ，作∠C2C1N=90°-θ，交点为P； ⑤以C1 P为直径作圆η，则A点在此圆的圆周上； ⑥连AC1、AC2 ，量取尺寸d，计算尺寸b、a： d=AD ·μ

L

b - a = LAC2= AC2·μL b + a = LAC1= AC1·μL

解得： b、a （4分） （6分） 3. 图示干草压缩机的机构运动简图（比例尺为μl）。原动件曲柄1以等角速度ω1转动，试用矢量方程图解法求该位置活塞5的速度。要求： （1）写出C 、E点速度的矢量方程式； （2）画出速度矢量多边形（大小不按比例尺，但其方向与图对应）。

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